Viện KHCN Quân ứng dụng công nghệ thông tin xây dựng hệ thống xử lý tín hiệu số trung tần f=30MHz phục vụ dự án sản xuất rada quân CNĐT: Chu Xuân Quang 8810 Hà nội - 2007 MC LC MC LC .1 DANH MC CC HèNH DANH MC CC BNG 13 DANH MC CC T VIT TT .14 PHN M U 17 PHN I KHO ST TèNH HèNH NG DNG CNTT TRONG X Lí S TN HIU RAA 20 CHNG RAA HIN I V CễNG NGH X Lí S TN HIU 21 1.1.1 Tỡnh hỡnh v trin vng ng dng cỏc phng phỏp v thit b k thut s raa 24 1.1.2 Mụ hỡnh toỏn h thng o-tớnh toỏn AR+MTS 28 1.1.3 Vn hon thin cỏc phng phỏp v thut toỏn x lý s tớn hiu v d liu raa 30 1.1.3.1 Nhng lc s, phỏt hin tớn hiu v qu o 31 1.1.3.2 Nhng ỏnh giỏ tham s tớn hiu v qu o 33 1.1.4 Nhng nõng cao tc phng tin tớnh x lý s thụng tin 34 CHNG CễNG NGH X Lí TN HIU TRONG MT S RAA MI 37 1.2.1 H thng XLTH phng ỏn raa tm trung (Ucraina) [7] 37 1.2.1.1 X lý s cp thụng tin raa .37 1.2.1.1.1 Thit b thu tng t-s 41 1.2.1.1.2 B lc nộn s tớn hiu iu tn tuyn tớnh 42 1.2.1.1.3 B bin i Furiờ nhanh -b tớch lu tng can 43 1.2.1.1.4 Bự kh nhiu tớch cc .44 1.2.1.1.5 B phỏt hin tớn hiu mc tiờu, lp bn a vt 45 1.2.1.1.6 Tớnh ta mc tiờu 49 1.2.1.1.7 To c s d liu v din tớch phn x hiu dng cỏc i tng bay xõy dng mụ hỡnh nhn dng cỏc lp mc tiờu 52 1.2.1.1.8 B x lý d liu phng v anten .52 1.2.1.2 Tuyn x lý s tớn hiu raa xung ple tng can (raa hng khụng) .53 1.2.2 c im h thng x lý tớn hiu mt s raa khỏc .60 1.2.2.1 Raa cnh gii súng 2D (113-3) [13] 60 1.2.2.2 Raa cnh gii súng Dm (Kacta E2E) [14] 60 1.2.2.3 Phng ỏn s hoỏ tớn hiu raa hiu chnh phỏo ca Ucraina 60 1.2.2.4 Phng ỏn ci tin hin i hoỏ raa 18 61 CHNG KHO ST RA A 556 63 1.3.1 T liu chung 63 1.3.1.1 Chc nng: 63 1.3.1.2 Cỏc tớnh nng c bn 64 1.3.2 Phõn tớch cỏc tham s chin k thut c bn ca Raa 556 65 1.3.2.1 Vựng hot ng 65 1.3.2.2 Sai s o to 66 1.3.2.3 Kh nng chng nhiu 67 1.3.3 Cỏc tham s k thut c bn ca Raa 556 .69 1.3.4 Thnh phn ca i gm t hp thit b chc nng: 70 1.3.5 Nguyờn lý lm vic ca i v cỏc thnh phn thit b 70 1.3.5.1 Nguyờn lý hot ng 70 1.3.5.2 Hot ng theo s chc nng (hỡnh 1.3.4) 74 1.3.6 Cỏc ch cụng tỏc ch yu 86 CHNG XY DNG H THNG X Lí TN HIU S T TRUNG TN 30MHZ 88 1.4.1 Phõn tớch h thng x lý tớn hiu i raa 556 88 1.4.2 Phng ỏn ỏp dng kt qu nghiờn cu vo i 556 89 1.4.3 Thit k s b h thng XLSTH 89 1.4.3.1 i tng nghiờn cu v thit k .90 1.4.3.2 Cỏc tham s v c trng ch yu ca raa cn thit thit k ch to h thng XLSTH 90 1.4.4.Tham s cỏc thit b c thit k cỏc tuyn 91 1.4.4.1 B bin i tng t-s hai nhỏnh cu phng 91 1.4.4.2 B lc s tớn hiu xung n 92 1.4.4.3 Thit b s tớch lu tng can (YKH) 92 1.4.4.4 Thit b bự kh tng can phn x nhiu (YKKMO) 93 1.4.4.5 Thit b lp bn nhiu a vt 94 1.4.4.6 Thit b t ng phỏt hin 95 1.4.4.7 Thit b t ng o ly to 96 1.4.5 Yờu cu chung 97 1.4.6 Danh mc ti thiu cỏc tớn hiu cn cho ghộp ni vi raa gm 97 PHN II CC THNH PHN C BN TRONG X Lí S TN HIU RAA 100 CHNG GHẫP NI VO/RA (I/O) CA H THNG XLSTH 101 2.1.1 Ly mu tớn hiu vụ tuyn 103 2.1.2 Lng t húa cỏc tớn hiu vụ tuyn .111 2.1.3 To cỏc thnh phn cu phng 116 2.1.4 c im v nhng hn ch x lý tn hiu thi gian thc vi cỏc tớn hiu vo v tng t 122 CHNG CC B X Lí CHUYấN DNG V A NNG DNG TRONG X Lí S TN HIU 125 2.2.1 Kin trỳc mỏy tớnh x lý tớn hiu s 126 2.2.1.1 Kin trỳc Harvard .128 2.2.1.2 X lý theo dõy chuyn 129 2.2.1.3 Phn cng b nhõn - tớch ly 131 2.2.1.4 Cỏc lnh c bit .131 2.2.1.5 Phng tin duplicate .134 2.2.1.6 B nh trong/cache 135 2.2.1.7 Quan im song song m rng - SIMD, VLIW v x lý siờu vụ hng tnh .135 2.2.2 B x lý DSP a nng 141 2.2.2.1 B x lý DSP vi du phy tnh 142 2.2.2.2 Cỏc b x lý DSP vi du phy ng .149 2.2.3 La chn b x lý s tớn hiu 152 2.2.4 Thc hin thut toỏn DSP trờn b x lý DSP a nng .155 2.2.4.1 Lc s cú ỏp ng xung hu hn (FIR) 155 2.2.4.2 Lc s vi ỏp ng xung vụ hn (IIR) 165 2.2.4.3 Tớnh toỏn bin i Furiờ nhanh (FFT) 170 2.4.4.5 Phộp tớnh cú thay th v hỡnh hc khụng i 174 2.3.4.6 Xỏo trn d liu v o bit .175 2.2.5 X lý a tc 178 2.2.6 Lc thớch nghi .182 2.2.7 Phn cng DSP chuyờn dng .184 2.2.8 B lc s bng phn cng 186 2.2.8.1 B lc FIR s 186 2.2.8.2 B lc IIR s .186 2.2.8.3 Phn cng b x lý FFT 187 CHNG CễNG NGH FPGA (Field Programable Gate Array) 191 2.3.1 Tng quan cỏc kin trỳc v c im ng dng vi mch logic lp trỡnh thit b XLSTH (DSP) 191 2.3.1.1 Lch s phỏt trin cỏc kin trỳc VLL qua cỏc vi mch lp trỡnh tiờu biu .192 2.3.1.2 La chn VLL thc hin d ỏn thit k .200 2.3.2 Thit k thit b XLSTH trờn VLL bng ngụn ng mụ t thit b VHDL 203 2.3.3 H thng thit k VLL ca hóng ALTERA .205 2.3.4 Ngụn ng mụ t thit b s AHDL 216 2.3.4.1 D ỏn (bn thit k) 218 2.3.4.2 Quy trỡnh thit k khuụn kh b chng trỡnh MAX+PLUS II 219 2.3.4.3 Cn bn v ngụn ng AHDL 222 2.3.4.3.1 Cỏc yu t ngụn ng 222 2.3.4.2 Cu trỳc mụ t bn .228 CHNG CC PHN MM THIT K, Mễ PHNG TRONG X Lí TN HIU .230 2.4.1 MATLAB CễNG C TRONG X Lí S TN HIU 230 2.4.1.1 Thit k nhanh ng dng cho DSP 230 2.4.1.2 Thit k cỏc thut toỏn v mụ hỡnh 231 2.4.1.3 Cụng c dựng cho XLS tớn hiu 233 2.4.1.4 To mó, cỏc mụ hỡnh kim th v kim tra tớnh trc chun .234 2.4.1.5 Phõn tớch v kho sỏt 236 2.4.2 GII THIU V PHN MM LABVIEW 237 2.4.2.1 Ch dn v LabVIEW 237 2.4.2.2 ng dng LabVIEW thit b 237 2.4.3.3 Real-Time Module 239 2.4.3.4 Gii thiu v FPGA Module 239 PHN III THIT K, CH TO V TH NGHIM Hấ THNG XLSTH TRấN RAA 556 243 CHNG LA CHN THIT B 244 3.1.1 S chc nng h thng x lý tớn hiu .244 3.1.2 La chn thit b thu tng t -s .245 3.1.2.1 Mụ t sn phm .246 3.1.2.2 Cu to, nguyờn lý hot ng .247 3.1.2.3 Cu trỳc ADC 249 3.1.2.3.1 Hot ng u vo tng t .249 3.1.2.3.2 S tham chiu in ỏp ADC .251 3.1.2.4 Cu trỳc b chuyn i s .251 3.1.2.4.1 Ma trn u vo d liu 251 3.1.2.4.2 B dao ng c iu khin s hc 251 3.1.2.4.3 B lc rCIC bc .252 3.1.2.4.4 B lc CIC bc 253 3.1.2.4.5 B lc tham s RAM (RCF) .254 3.1.2.4.6 Cỏc b lc na bng ni suy v AGC 254 3.1.2.4.7 a ch bn nh v ghi iu khin .255 3.1.2.4.8 Cỏc b dao ng iu khin s hc 256 3.1.2.4.9 Thanh ghi iu khin v h s t l u RCF 257 3.1.3 La chn thit b x lý .257 3.1.3.1 Yờu cu ca h thng x lý tớn hiu 257 3.1.3.2 Gii thiu Board PCI 7813 R ca NI 258 CHNG THIT K PHN GHẫP NI VI RAA 556 260 3.2.1 Cỏc yờu cu v tớn hiu ghộp ni ly t raa: 260 3.2.3 Kho sỏt h thng truyn phng v, xỏc nh cỏc tớn hiu mó phng v 262 3.2.4 Kho sỏt h thng ng b ca i raa 264 3.2.5 Thit k ghộp ni 266 CHNG XY DNG PHN MM H THNG .268 3.3.1 Ci t AD6652 268 3.3.2 Lp trỡnh x lý tớn hiu 271 3.3.2.1 Thit k module nhn tớn hiu t board ADC 272 3.3.2.2 Chng trỡnh tớnh toỏn cỏc thit lp ban u cho b x lý tớn hiu 275 3.3.2.4 Chng trỡnh tớch ly tng can .282 3.3.2.5 Chng trỡnh tỏch súng 287 3.3.2.6 Chng trỡnh tớch ly khụng tng can 287 3.3.2.7 Chng trỡnh tỏch nhiu tiờu cc 291 3.3.2.8 Chng trỡnh tớnh ngng thớch nghi (CFAR) 291 3.3.2.9 B phỏt hin mc tiờu di ng 293 3.3.2.10 Chng trỡnh tớnh toỏn s b tham s mc tiờu .296 3.3.2.11 Chng trỡnh tỏch im du v tinh .297 3.3.2.12 Chng trỡnh hin th mc tiờu v truyn thụng tin .298 CHNG TH NGHIM VI THIT B Mễ PHNG .300 3.4.1 Th nghim AD6652 300 3.4.2 Th nghim thit b x lý tớn hiu vi thit b mụ phng to gi 301 3.4.2.1 Gii thiu chung v thit b to gi 301 3.4.2.1.1 Chc nng .302 3.4.2.1.2 Thnh phn thit b to gi .302 3.4.2.1.3 Cỏc tham s chớnh ca b to gi tớn hiu 302 3.4.2.2.1 La chn tn s ly mu 305 3.4.2.2.2 Tớnh cỏc tớn hiu khụng cú iu ch xung 306 3.4.2.2.3 Tớnh cỏc tớn hiu iu tn tuyn tớnh .308 3.4.2.2.4 Tớnh cỏc tớn hiu ma-nớp pha 310 3.4.2.2.5 Tớnh gin hng anten .314 3.4.2.2.6 Tớnh toỏn tớn hiu a phn x t mt t (nhiu a vt) 316 3.4.2.2.7 Phng phỏp tớnh ni tp, nhiu tớch cc v nhiu xung khụng ng b .320 3.4.2.2.8 Phng phỏp tớnh qu o bay ca cỏc mc tiờu khớ ng hc 322 3.4.3.3 To tớn hiu u KC 323 3.4.3.4 To cỏc tớn hiu tng t bng KC 326 3.4.3.5 To tớn hiu u bng .327 3.4.3.6 t tham s th nghim cho thit b XLTHS trờn thit b mụ phng .329 3.4.4 Kt qu th nghim .332 CHNG TH NGHIM TI N V 336 3.5.1 Ln th nht (03/05/2007) 336 3.5.2.Ln th hai (ngy 28/10 n 1/11/2009) .337 3.5.3.Ln th ba (ngy 17 n 19/12/2009) 340 KT LUN V KIN NGH 343 DANH MC CC HèNH Hỡnh 1.1.1 S cu trỳc phn thu raa vi mng anten s 25 Hỡnh 1.2.1 S cu trỳc h thng x lý cp mt tớn hiu Raa 40 Hỡnh 1.2.2 S cu trỳc b tỏch súng pha cu phng 41 Hỡnh 1.2.3 S cu trỳc ca b phỏt hin 46 Hỡnh 1.2.4 51 Hỡnh 1.2.5 51 Hỡnh 1.2.6 S cu trỳc tuyn x lý s tớn hiu 55 Hỡnh 1.2.7 c trng tc kờnh tng can (K, dB; f, Hz;) .59 Hỡnh 1.3.1 i raa 556 63 Hỡnh 1.3.2 Vựng phỏt hin ca 556 mt phng ng 66 Hỡnh 1.3.3 Nguyờn lý o cao ca i Raa 556 .72 Hỡnh 1.3.4 .74 Hỡnh 2.1.1 S h thng XLSTH thi gian thc tng quỏt 102 Hỡnh 2.1.2 Biu din quỏ trỡnh bin i tớn hiu tng t thnh s 102 Hỡnh 2.1.3 .105 Hỡnh 2.1.4 .106 Hỡnh 2.1.5 .108 Hỡnh 2.16 109 Hỡnh 2.1.7 .117 Hỡnh 2.1.8 .118 Hỡnh 2.1.9 B to TPCF kờnh dựng dõy gi chm 118 Hỡnh 2.1.10 119 Hỡnh 2.1.11 120 Hỡnh 2.1.12 120 Hỡnh 2.1.13 Ph tớn hiu sau ly mu b chng ph Cỏc tớn hiu vựng chng ph khụng th khụi phc c FN bng 1/2 tn s ly mu v thng c gi l tn s Nyquist khụi phc tt c cỏc thnh phn tớn hiu cn chn tn s ly mu cao hn hoc ti thiu bng ln tn s thnh phn cao nht ca tớn hiu 123 Hỡnh 2.2.1 Kin trỳc rỳt gn ca b vi x lý tiờu chun 126 Hỡnh 2.2.2 Kin trỳc phn cng a nng tiờu chun x lý tớn hiu .127 Hỡnh 2.2.3 Kin trỳc kiu Harvard tiờu chun vi cỏc nh riờng r ct gi d liu v chng trỡnh .129 Hỡnh 2.2.4 Minh gi trựng cỏc lnh s dng kin trỳc Harvard 129 Hỡnh 2.2.5 Cu hỡnh b nhõn - tớch ly tiờu biu dựng cho DSP 132 Hỡnh 2.2.6 Thit b s hc kộp v ng kộp truyn d liu x lý theo s SIMD 137 Hỡnh 2.2.7 Minh s dng x lý theo s SIMD v bo m d liu vi kớch thc tng s lng nhõn - tớch ly t mt lờn bn b x lý TigerSHARC .137 Hỡnh 2.2.8 Nguyờn tc cu trỳc vi t lnh siờu di (VLIW) v s chui d liu cỏc b x lý TMS320C62x Chỳ thớch: L1, L2 - phn t logic; 139 Hỡnh 2.2.9 Nguyờn tc cu trỳc siờu vụ hng v s chui d liu b x lý DSP TigerSHARC .140 Hỡnh 2.2.10 Cu trỳc rỳt gn ca b x lý DSP vi du phy tnh th h th hai (Texas Instruments TMS320C50) 143 Hỡnh 2.2.11 Cu trỳc rỳt gn ca b x lý DSP vi du phy tnh th h th hai (Motorola DSP56002) .144 Hỡnh 2.2.12 Cu trỳc rỳt gn ca b x lý DSP vi du phy tnh th h th hai (Analog Devices ADSP2100) 145 Hỡnh 2.1.13 Cu trỳc rỳt gn ca b x lý DSP vi du phy tnh th h th ba (Texas Instruments TMS320C54x) .146 Hỡnh 2.2.14 Cu trỳc rỳt gn ca b x lý DSP vi du phy tnh th h th ba (Motorola DSP46300) .147 Hỡnh 2.2.15 Cu trỳc rỳt gn ca b x lý DSP vi du phy tnh th h th t (Texas Instruments TMS320C62x) Hai ng s hc c lp truyn d liu, mi ng cú bn thao tỏc - L1, S1, M1, D1, v L2, S2, M2, D2 149 Hỡnh 2.2.16 Thc hin b lc FIR: 156 Hỡnh 2.2.17 S chc nng b lc FIR Chu trỡnh ca b lc FIR tớnh tng s siờu chớnh xỏc .160 Hỡnh 2.2.18 Minh nguyờn tc thc hin b lc FIR trờn c s b m vũng 162 Hỡnh 2.2.19 Khõu chớnh tc bc hai: 165 Hỡnh 2.2.20 Thc hin khõu bc hai di dng trc tip 166 Hỡnh 2.2.21 Thc hin ghộp tng b lc IIR .167 Hỡnh 2.2.22 Thc hin b lc IIR bc bn: 170 Hỡnh 2.2.23 Hai kiu cỏnh bm s dng thut toỏn FFT nh phõn: 171 Hỡnh 2.2.24 Gin i ca tớn hiu theo FFT vi lc húa theo thi gian cú thay th, ú li vo i theo th t t nhiờn, cũn li c vit theo th t xỏc nh bng cỏc bớt o 175 Hỡnh 2.2.25 FFT nh phõn vi hỡnh hc khụng i, 176 Hỡnh 2.2.26 Gin i ca tớn hiu i vi FFT cú lc húa theo thi gian v thay th ụ nh; d liu vo c trỡnh by theo th t xỏc nh bng bit o, cũn d liu i theo th t t nhiờn 176 Hỡnh 2.2.27 Dng chung ca s chc nng 181 Hỡnh 2.2.28 S ct gi h s v d liu b lc húa ba tng 182 Hỡnh 2.2.29 Cu trỳc chung ca b lc thớch nghi: mt cp li vo v mt cp li 183 Hỡnh 2.2.30 Cu trỳc phn cng ca b lc FIR s 188 Hỡnh 2.2.31 B lc IIR: .188 Hỡnh 2.2.32 S b x lý bng phn cng tớnh cỏnh bm 189 Hỡnh 2.2.34 m kộp FFT thi gian thc 190 Hỡnh 2.3.1 Kin trỳc FPGA 194 Hỡnh 2.3.2 Cu trỳc CLB h Spartan ca XILINK 195 Hỡnh 2.3.3 Cu trỳc phn t logic ca VLL h FLEX6000 hóng Altera 196 Hỡnh 2.3.4 Kin trỳc VLL FLEX10K .197 Hỡnh 2.3.5 Kin trỳc VLL APEX20K 199 Hỡnh 2.3.6 Kin trỳc VLL Virtex .200 Hỡnh 2.3.7 .205 Hỡnh 2.3.8 .207 Hỡnh 2.3.9 Cỏc phng phỏp mụ t cỏc file d ỏn 210 Hỡnh 2.3.10 Quy trỡnh thit k tiờu biu 220 Hỡnh 2.4.1 232 Hỡnh 2.4.2 Project s dng cho thit b x lý 238 Hỡnh 2.4.3 Interactive Front Panel Communication 240 Hỡnh 2.4.4 Programmatic FPGA Interface Communication 241 Hỡnh 3.1.1 S cu trỳc thit b x lý tớn hiu raa .244 Hỡnh 3.1.2 Phn lừi ca h thng x lý s tớn hiu 245 Hỡnh 3.1.3 S chc nng AD6652 248 Hỡnh 3.1.4 S AD6652 248 Hỡnh 3.1.5 Chuyn mch SHA u vo cho mi kờnh ADC 250 Hỡnh 3.1.6 S b lc h s RAM .254 Hỡnh 3.1.7 Cu trỳc phn cng ca Board PCI 7813R 258 Hỡnh 3.1.8 Mụ hỡnh v b trớ cỏc linh kin trờn PCI 7813R 259 Hỡnh 3.2.1 S chc nng thit b ghộp ni 266 Hỡnh 3.3.1 Cỏc v trớ ca jum mc nh .268 Hỡnh 3.3.2 Giao din phm mm iu khin bo mch AD6652 .269 330 - Dng anten: dng Cosin cú ỏy; - Kớch thc mt m: 22m; - Tc quay anten: vũng/phỳt; - Mc cỏnh súng bờn:- 36dB; - Mc cỏnh súng uụi: -22dB Cỏc tham s tớn hiu mc tiờu, gin hng cỏnh súng anten nh trờn hỡnh 3.4.25 Hỡnh 3.4.25 Dng nhiu phn x t mt t c a trờn hỡnh 3.4.26 331 Hỡnh 3.4.26 t tớn hiu u b to gi v tham s mc tiờu: - S lng mc tiờu: tựy thuc vo ln th; - Tc mc tiờu: tựy thuc vo ln th; - T s tớn/tp: tựy thuc vo ln th, mc nh nht l 2dB (mc tớnh theo cụng sut) Hỡnh 3.4.27 miờu t quỏ trỡnh to d liu cho b mụ phng to gi Hỡnh 3.4.27 332 3.4.4 Kt qu th nghim Trờn hỡnh 3.4.28 miờu t tớn hiu u ADC v DDC tớn hiu u vo: Hỡnh 3.4.28 Trờn hỡnh 3.4.29 l tớn hiu u ca board AD6652 ti im cú mc tiờu Hỡnh 3.4.29 333 Trờn hỡnh 3.4.30 l kt qu lc nộn tớn hiu cho mt vi chu k ti im cú mc tiờu Hỡnh 3.4.30 Trờn hỡnh 3.4.31 l tớn hiu sau b tớch ly tng can ng vi chựm tớn hiu ti phng v cú mc tiờu Hỡnh 3.4.31 Trờn hỡnh 3.4.32 l kt qu mn hỡnh hin th s lng mc tiờu trờn mn hỡnh l 334 Hỡnh 3.4.32 Mt s nhn xột th nghim: - Bo mch AD6652 m bo ADC ỳng dng tớn hiu, m bo lc c mt phn tp, nhiờn bin i IQ cha kim chc c mc ng b pha ca cỏc kờnh, cng nh cỏc chu k, s dng hai tn s dao ng khỏc cho thit b to gi tớn hiu v bo mch ADC - Lc nộn ỳng thut toỏn v tng t s tớn/tp - Thut toỏn bin tớch ly tng can m bo vic nõng cao t s tớn/tp lờn tng i ỏng k - B phỏt hin mc tiờu hot ng tt - Thut toỏn xỏc nh v trớ mc tiờu tt m bo phỏt hin chớnh xỏc v trớ ca mc tiờu 335 KT LUN Thit b to gi ó giỳp kim tra tớnh ỳng n ca cỏc thut toỏn ci t trờn thit b to gi tớn hiu Tuy nhiờn, thit b to gi cha hon ton phự hp vi iu kin thc t t s tớn/tp cha thng giỏng theo nhng dng mc tiờu khỏc nhau, chớnh vỡ vy cha kim chng c thut toỏn triờt cỏc mc tiờu v tinh, thit b to gi khụng a tớn hiu ng b clk ti b bin i cu phng, chớnh vỡ vy quỏ trỡnh x lý khụng hon ton l tng can lm gim hiu qu ca thut toỏn tớch ly tng can 336 CHNG TH NGHIM TI N V ti ó t chc i th nghim ti n v-Trm 19/e295/f363 (Thanh húa) 03 ln (khụng k ln i kho sỏt nm 2005) 3.5.1 Ln th nht (03/05/2007) Th nghim kh nng kt ni tớn hiu thu kờnh c ly vi bo mch AD6652 v o c cỏc tớn hiu cn thit cho h thng x lý ó tin hnh th nghim tỏch súng pha cu phng i vi tớn hiu trung tn 30 MHz ca i 556 Tớn hiu tham chiu l dao ng chun 30MHz c dựng cho c bin i ADC v ng h nhp NCO card AD6652 Tớn hiu phn hi t tng trung tn 30MHz ca kờnh thu chớnh (OK) c trớch v qua mt b khuch i m cp vo b bin i ADC Hỡnh 3.5.1 l nh chp trung tn kờnh chớnh t mỏy hin súng vi tớn hiu mc tiờu c t bng mỏy ca raa, ú cú mt tớn hiu cha tn s Doppler Hỡnh 3.5.2 l nh chp phúng i mt hai tớn hiu mc tiờu thy rừ s iu ch mó Barker trung tn Sau tỏch súng pha cu phng v h nhp xung 3,75MHz u card AD6652 d liu c a ti chng trỡnh nhn v hin th mỏy vi tớnh PC Trờn hỡnh l ng bao mó Barker ca hai tớn hiu mc tiờu m card AD6652 ó x lý Cú th nhn thy nh hng ca tn s Doppler ti ng bao ca mt hai tớn hiu mc tiờu (mc tiờu bờn trỏi) Nhúm ti cng ó tin hnh th nghim thu tớn hiu thc ca raa trc chin Nhng th nghim bc u cho thy cú th thc hin x lý s tớn hiu raa trung tn Kt qu ny cng to tin cho vic nghiờn cu x lý s tớn hiu cho khõu x lý khụng gian tớn hiu mỏy thu, vớ d nh nghiờn cu cỏc b t ng bự kh s trit gim nh hng cỏc bỳp ph t nhiu kờnh ngten khỏc ca mỏy thu raa 337 Tớn hiu trung tn kờnh chớnh cha mó Mó Barker ca mt mc tiờu trung tn Barker ca hai mc tiờu phỏt t mỏy kờnh chớnh raa 556 (nh chp) raa 55G6 (nh chp) Hỡnh 3.5.1 Tớn hiu trung tn cha mó Barker (nh chp) Hỡnh 3.5.2 ng bao tớn hiu sau tỏch pha cu phng bng card AD6652 3.5.2.Ln th hai (ngy 28/10 n 1/11/2009) Ni dung th nghim: 338 Kt ni cỏc tớn hiu: trung tn kờnh c ly t l kim tra OK 34-051-01 (sau ú l tớn hiu t l AK 34052-05), xung phng Bc MA-C, MA- t 34-161-04 v xung t 34-10-06 vo t x lý ca ti o c v hiu chnh mc cỏc tớn hiu ghộp ni phự hp vi yờu cu thit b x lý Trong quỏ trỡnh hiu chnh ghộp ni cỏc xung ng b gúc phng v v c ly ó kim tra bng cỏch lp cỏc b m bng phn mm trờn mỏy tớnh PC ca thit b x lý, theo dừi v ỏnh giỏ tớnh n nh ca s xung m c Vớ d, mi vũng quay anten phi m c 4096 xung MA- v sau cú mt xung MA-C thỡ b m li m li T thc hin ti ó th nghim liờn tc nhiu ln v iu chnh chng trỡnh x lý vi tớn hiu ca i raa cỏc ch To gi v Chin u (vi mc tiờu thc) Kt qu: - Cỏc xung ng b gúc v c ly c ghộp ni n nh; - Khi th nghim vi ch To gi mc tiờu: + Vi mc tiờu gi c ly, phng v c nh (gi mc tiờu cú tc hng tõm khỏc khụng) thu c v hin th tng i n nh; + Vi mc c ly khụng i cú mi phng v (gi mc tiờu khụng di ng, thit b x lý cha lc MTI) ó hin th thnh vũng trũn, nhiờn cũn khuyt mt s phng v) - Khi th nghim vi ch Chin u: kt qu x lý tt t s tớn/tp ln Vi cỏc mc tiờu cú t s tớn/tp nh - phỏt hin khụng n nh khụng mt mc tiờu bng cỏch h ngng CFAR thỡ xut hin bỏo ng lm V trớ cỏc im du mc tiờu trờn mn t x lý ca ti tng i thng nht vi tỡnh trờn mn hin súng ca i 556 Do nhiu truyn hỡnh nờn cú mt s di qut khụng phỏt hin c mc tiờu - Tng s thi gian th nghim trờn i l 42 gi, ú cú phiờn trc chin ca i Mt s hỡnh nh tớn hiu ln th nghim th hai: 339 Hỡnh 3.5.3 Tớn hiu nộn sau tớch ly tng can ti im cú mc tiờu Hỡnh 3.5.4 Mn hỡnh hin th mc tiờu ln th nghim th nht (s lng mc tiờu: tp) 340 3.5.3.Ln th ba (ngy 17 n 19/12/2009) Cỏc ni dung th nghim cng nh ln hai, nhiờn trung ỏnh giỏ cỏc kt qu x lý mt cỏch t m, nh lng hn Kt qu: - Ghộp ni cỏc tớn hiu xung MA-C, MA- , m bo n nh, ng b hon ton vi i a; - Th ch To gi: + Mc tiờu (1)- mụ phng mc tiờu bay cú dch tn ple c ly 130Km, phng v 3090; + Mc tiờu (2)- mụ phng mc tiờu a vt c ly 170Km cú mi phng v, khụng cú dch tn ple ó phỏt hin n nh c ly v phng v ỳng nh t trờn mỏy to gi Vi -khi bt ch chng nhiu a vt (ngng CFAR l 7,5) trờn mn hỡnh t x lý khụng xut hin mc tiờu 2, ng thi phỏt hin c Khụng cú bỏo ng lm - Th nghim ch Chin u gi S lng mc tiờu thi gian quan sỏt l 12 tp, so sỏnh mn hỡnh t x lý vi mn nhỡn vũng ca a kt qu nh nhau, cỏc du mc tiờu hin trờn hai mn trựng khp v c ly v phng v Mt s mc tiờu bay ngoi 280Km trờn mn nhỡn vựng a cú du hin khụng n nh, trỡn mn t x lý n nh n c ly 310Km Mt s hỡnh nh tớn hiu ln th nghim th hai: 341 Hỡnh 3.5.5 Mn hỡnh hin th mc tiờu cú hai mc tiờu Hỡnh 3.5.6 Mn hỡnh hin th mc tiờu Zoom v trớ mc tiờu 342 Ti liu tham kho: www.ni.com/asean; Modern Radar Systems- Hamish Meikle- Artech House 2001; Radar Systems Analysis and Design Using MatLab- Mahafza- Chapman & Hall/CRC 2005; Fourier Transforms in Radar and Signal Processing David Brandwood Artech House 2003 343 KT LUN V KIN NGH ti ó hon thnh cỏc mc tiờu ra: Xõy dng h phỏt trin nghiờn cu, thit k, ch to thit b x lý s tớn hiu raa phc v cho vic sn xut raa nc theo cỏc chng trỡnh, d ỏn ca B Quc phũng v Nh nc, ng thi phc v cho vic ci tin, m bo k thut cho mt s loi raa hin ó c trang b cho quõn i Nghiờn cu thit k ch to phn cng x lý tớn hiu raa t trung tn trờn c s cỏc bo mch a nng thụng dng v xõy dng b chng trỡnh ng dng kốm theo Kim nghim kt qu t c trờn i raa 556 hin ang c s dng quõn i theo phng thc thc hin gii phỏp s húa t trung tn cho ton b kờnh c li (kờnh D) Cỏc ni dung ó hon thnh: Nghiờn cu tng quan hin trng raa, trng tõm l tỡnh hỡnh ỏp dng cụng ngh thụng tin x lý thụng tin raa trờn th gii (hin trng raa ụng u, cỏc nc ang phỏt trin v khu vc ụng Nam ; hin trng h thng raa ca Vit Nam v thit b x lý tớn hiu ca raa ang s dng ti Vit Nam, ú cú 556) Kho sỏt ỏnh giỏ tim nng x lý s tớn hiu t trung tn ca i 556 lp phng ỏn tớch hp thit b x lý ca ti vo i Nghiờn cu cỏc c s khoa hc v k thut-cụng ngh x lý s tớn hiu xõy dng phn cng h thng x lý s bng cỏc bo mch chuyờn dng v thit k ch to cỏc mụun (cng) ghộp ni vi raa Xõy dng h thng chng trỡnh x lý tớn hiu bao gm nhúm mụun chớnh (iu khin, ghộp ni, x lý-chng nhiu, phỏt hin-o to v hin thkim tra) cú tham kho cỏc gii phỏp ng dng CNTT XLTH ca cỏc nc tiờn tin theo quy trỡnh cụng ngh cht ch (t lp trỡnh h thng, phõn chia, thit k, kim tra, hiu chnh, ghộp ni n mụ phng th nghim chng trỡnh) Tng hp thit b XLTH, lp t, th nghim, hiu chnh v ỏnh giỏ sn phm ca ti trờn i raa 556 t kt qu kh quan Kin ngh Trờn c s kt qu ca ti m kh nng ng dng cụng ngh XLSTH vo cỏc i raa nõng cao tớnh nng k-chin thut ỏp ng nhu cu chin tranh 344 cụng ngh cao Khi ú ngoi h thng thu- x lý tớn hiu cũn cú th ci tin, hin i hoỏ cỏc h thng nh: h thng ng b, to gi, iu khin, kim tra Kt qu l thit b ca i raa s tr nờn gn, hot ng tin cy v linh hot hn ti mong mun c tip tc phỏt trin kt qu nghiờn cu ng dng vo cỏc i raa 556, 1133 v 18 ci tin Rt mong cỏc cp cú thm quyn to iu kin giỳp [...]... và xung đột quân sự gần đây ở Trung Đông, Nam Tư cũ đã chứng minh điều này Chế tạo các rađa có ứng dụng xử lý tín hiệu số đã và đang là hướng 18 nghiên cứu ưu tiên trên thế giới Các công nghệ cơ bản phục vụ cho xử lý số tín hiệu rađa được ưu tiên nghiên cứu là: công nghệ DSP, công nghệ FPGA và công nghệ chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang số (ADC) Ở nước ta, việc nghiên cứu xử lý tín hiệu rađa với... có cơ sở và tính khả thi cao Đề tài Ứng dụng công nghệ thông tin xây dung hệ thống xử lý tín hiệu số ở trung tần F=30MHz phục vụ dự án sản xuất rađa quân sự là một bước quan trọng trong tiến trình đó Báo cáo này trình bày các kết quả nghiên cứu và thử nghiệm thiết bị XLSTH rađa được tích hợp trên cơ sở các bảng mạch dạng COTS, các phần mềm ứng dụng xử lý tín hiệu và thiết bị ghép nối với hệ thống. .. Phần mở đầu - Phần I- Khảo sát tình hình ứng dụng CNTT trong xử lý số tín hiệu rađa; - Phần II- Các thành phần cơ bản trong xử lý số tin hiệu rađa; - Phần II- Thiết kế, chế tạo và thử nghiệm hệ thống XLSTH trên rađa; 55Ж6 - Kết luận và kiến nghị 20 PHẦN I KHẢO SÁT TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG CNTT TRONG XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU RAĐA 21 CHƯƠNG 1 RAĐA HIỆN ĐẠI VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU Sự mở rộng các lĩnh vực áp dụng. .. Pareto) 1.1.3 Vấn đề hoàn thiện các phương pháp và thuật toán xử lý số tín hiệu và dữ liệu rađa Để giải các bài toán xử lý số thông tin trước tiên cần xây dựng và lập luận chứng các mô hình toán tương ứng cho tín hiệu vào cần xử lý và các phương pháp xử lý chúng 31 Trong rađa có một số không lớn các mô hình toán tín hiệu thăm dò và tín hiệu cần xử lý Tất cả chúng đều là các hàm phức vô hướng hoặc vectơ... thiết bị tính hợp lý Xây dựng lý thuyết và kỹ thuật lọc số không gian các tín hiệu ra mạng anten cũng là một hướng ứng dụng các phương pháp số vào rađa đầy triển vọng 3 Xử lý số thời gian -tần số các tín hiệu rađa tương can và không tương can đã được phổ biến rộng rãi Vấn đề cơ bản ở đây là cần phải vượt qua trở ngại do tính bất định vốn có của tín hiệu và nhiễu thu được Vì vậy, nhiệm vụ xây dựng những... thiện và ứng dụng các phương pháp số xử lý thông tin và điều khiển trong rađa 1 Ngay trong các đài rađa hiện đại đã ứng dụng các phương pháp và thiết bị số vượt xa ra ngoài tầm giải quyết các nhiệm vụ xử lý thông tin Khuynh hướng vận dụng các phương pháp số tạo tín hiệu thăm dò trở nên rõ nét đã cho phép mở rộng đáng kể khả năng thông tin của rađa như là nguồn thông tin đa chức năng Các phương pháp số được... làm chủ công nghệ xử lý số tín hiệu rađa đã trở thành một yêu cầu cấp bách, đặc biệt là đối với nhiệm vụ cải tiến, hiện đại hóa, chế tạo rađa quân sự trong điều kiện chiến tranh công nghệ cao 19 Hiện nay, được sự quan tâm của Nhà nước và quân đội, cùng với sự đầu tư bước đầu của một số bộ ngành, nhất là của các cơ sở đã nêu trên, việc hợp tác nghiên cứu chuyên sâu về xử lý số tín hiệu rađa ở trong... thu rađa cùng mạng anten với máy tính điện tử chuyên dụng về thực chất là sơ đồ chức năng một hệ thống thông tintính toán đặc biệt (HT4ĐB) dùng để giải tất cả các bài toán thu và xử lý thông tin rađa Nói chung, HT4ĐB xử lý tín hiệu và dữ liệu rađa (thông tin rađa) là hệ thống tính toán thời gian thực gồm tập hợp các phương tiện tính và phần mềm đảm bảo chuyên dụng chứa hệ điều hành thời gian thực và... thực hiện ở một số công đoạn trong quy trình xử lý tín hiệu, tập trung nhiều vào phần xử lý từ thị tần Một số kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng trong thực tế, phục vụ có hiệu quả cho việc cải tiến, hiện đại hóa các hệ thống rađa sẵn có Như trên đã nói, sự phát triển mạnh mẽ của các công nghệ như DSP, FPGA cho phép tạo ra những môđun phần cứng (bảng mạch) có cấu trúc trọn vẹn, đa năng, có tính mở với... cơ bản Trong các hệ thống xử lý số thông tin do tính ứng dụng của các thuật toán mà để thực hiện chúng người ta thường dùng các phương tiện tính chuyên dụng (các bộ xử lý chuyên dụng) Tốc độ các bộ xử lý chuyên dụng có thể cao hơn các máy tính vạn năng khoảng 3 lần Tuy nhiên, thậm chí theo tính toán gần đúng, để xử lý số các tín hiệu và ảnh phức tạp phải cần đến các bộ xử lý chuyên dụng có tốc độ nhanh